Молекулярные детали белка указывают на то, как образуются почечные камни

Камни в почках образуются, когда в моче находится слишком много определенных минералов, таких как кальций. Мочекаменная болезнь поражает мужчин, женщин и все чаще детей — более 12% населения мира.

Материалы и методы обследования

Используя методику криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ) 2017 года (удостоена Нобелевская премия за захват изображения с высоким разрешением белка ионного канала под названием TRPV5), можно удалять кальций из мочи. Исследователи из Медицинской школы Перельмана в университете Пенсильвании (Perelman School of Medicine at the University), Медицинской школы Университета Рутгерса (Rutgers University Medical School) и Университета Темпл (Temple University) обнаружили новые факты относительно того, как образуются камни в почках.

Результаты научной работы

Благодаря новой информации, полученной из молекулярной структуры TRPV5, исследователи теперь смогут использовать биоинформатику для обнаружения соединений, которые взаимодействуют с TRPV5 для лечения и профилактики камней в почках в группах риска. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Communications.

Во главе с Верой Моисеенковой-Белл (Vera Moiseenkova-Bell) ученые запечатлели изображение белка ионного канала TRPV5 как в открытом, так и в закрытом состоянии. Все клетки имеют каналы в своих наружных мембранах, которые обеспечивают поток небольших ионов, таких как натрий, калий или кальций. Это двустороннее движение вызывает иммунный ответ, обмениваясь между клетками мозга, и фильтруется почками.

Почти 99% кальция реабсорбируется почечными канальцами, а TRPV5 производится только в клетках, которые строят трубочки, где уровень содержания кальция в моче сохраняется. Большинство камней в почках содержат кальций, и слишком большое количество кальция в моче предрасполагает людей к образованию камней.

Крио-ЭМ использует электронный луч для получения тысяч снимков отдельных замороженных молекул белка. Затем алгоритмы объединяют множественные изображения для усиления общей картины молекулярной структуры. Используя эти изображения, Моисеенкова-Белл показала структуру TRPV5, чтобы ответить на вопросы о физиологической роли белка в болезни.

«Мы впервые увидели, как этот белок открывается, активируя мембранные липиды», — сказал соавтор Тейлор Хьюз (Taylor Hughes). «Многие белки регулируются аналогичным образом, поэтому наша структура закладывает основу для понимания этого процесса в других условиях».

Рут Пумрой ( Ruth Pumroy), соавтор исследования, также обнаружила структуру закрытого канала в присутствии белка, называемого кальмодулином, который непосредственно подключает поры канала.

«Это выявило уникальный механизм ингибирования TRPV5, который может быть полезен для поиска новых партнеров по связыванию и открытию лекарств», — сказала Пумрой.

Рутгерс, Тибор Рохакс (Tibor Rohacs) и один из первых авторов Айсенур Язичи (Aysenur Yazici) подтвердили прогнозы того, как работает канал, изменяя отдельные аминокислоты в структуре TRPV5, чтобы увидеть, будет ли поток кальция через измененный канал отличаться. Когда аминокислоты, контактирующие с липидом в структуре TPRV5, были изменены, TRPV5 не позволял кальцию проникнуть в клетку. Когда в канале была изменена другая аминокислота TPRV5, тормозное действие калмодулина исчезло. Ученые использовали сложные компьютерные программы для дальнейшей проверки результатов.

Авторы другого исследования утверждают, что вода уменьшает инфекции мочевого пузыря у женщин.

Добавьте Medical Insider  
в избранные источники

 

Сделать «Medical Insider» основным источником новостей в Google


Рейтинг
( Пока оценок нет )
Хусаинов Руслан Халилович / автор статьи
Должность - Главный редактор, автор статьей E-mail для связи - [email protected] Врач - ультразвуковой диагностики, детский травматолог-ортопед  г. Санкт-Петербург.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: